[发明专利]具有偏移的直通流的球阀

说明书

技术领域

本发明一般地涉及阀技术，具体而言，本发明涉及球阀及其相关的阀构件。

背景技术

球阀在本领域是众所周知的，用于从液体到气体流控制的各种应用中。典型的球阀包括壳体，也常称作阀体，所述壳体具有内部腔室、入口和出口，入口和出口与内部腔室流体连通。流动路径从入口穿过内部腔室，再延伸穿过出口。

球形阀构件安置在所述壳体的内部腔室内的流动通道中。所述阀构件具有整体穿过阀构件中心的通路。各种密封件可安装在内部腔室内且邻近阀构件，以限制流体流动通过阀构件的通路和阻止流体在阀构件周围自由流动，否则可能导致流体泄漏。

穿过阀构件的通路与穿过壳体的流动路径选择性地对准。阀杆穿过壳体壁，以机械方式耦联到阀构件上，从而阀杆的旋转引起阀构件相同地旋转。这样，通过从壳体外侧转动阀杆，阀构件在壳体内可与流动路径选择性地对准。

通路与流动路径部分或全部对准将使流体从壳体的入口流到壳体的出口。当出现这种情形时，阀就被分别称作处于部分或完全打开位置中。通路与流动路径完全不对准将阻止流体从入口流到出口。当出现这种情形时，阀就被称作处于闭合位置中。这样，典型的球阀的位置范围常被分类为完全打开、部分打开或完全闭合。

发明内容

上述典型的球阀存在几个缺陷。如上面所指出的，阀构件典型地是球形的。贯通阀构件的通路典型地具有圆形横截面并且穿过阀构件的中心。这种结构要求阀构件增加环绕所述通路的壁厚以便承受高压用途的应力。因此，通路的大小和阀构件的增加的壁厚导致阀构件相对较大。作为结果，需要相对大的壳体以承载所述阀构件。这种结构在小的操作空间环境中是常常不能令人满意的。

典型球阀的上述尺寸限制还可能导致需要更高的功率来促动所述阀。确实，许多球阀应用是使用电动促动器进行促动的，其中所述电动促动器藕联到所述球阀的阀杆。这些促动器被规定在很大程度上以球阀从完全打开切换到完全闭合所需要的促动力为基础。作为结果，相对大尺寸的典型球形球阀推高了对这些促动器的尺寸和功率的要求。

此外，在当代应用中，阀构件的通路典型地穿过所述阀构件的中心。作为结果，典型球形的阀构件必须旋转大约90°以使整合了阀构件的阀从完全打开切换到完全闭合。这种要求也不利地增加了促动所述阀所需要的功率。

鉴于上述内容，本技术领域需要一种整合了阀构件的球阀，所述球阀不仅减小了尺寸，而且相对于它的同时代对应零件需要更小运行功率。

本发明提供了这种球阀。本发明的这些和其它优点，以及额外的具有创造性的特征，依据这里提供的对本发明的描述是很明显的。

在一个方面中，本发明的实施例提供了一种球阀，其具有轻的结构，这使所述球阀在促动过程中比现有技术消耗更少的功率。根据这个方面的球阀的实施例具有完全打开位置和完全闭合位置，其中在完全打开位置允许流体流过所述球阀，在完全闭合位置阻止流体流过所述球阀。这种球阀包括壳体，所述壳体具有入口、出口和内部腔室，其中所述内部腔室位于所述入口和出口之间。流动路径穿过所述壳体并且在入口和出口之间延伸。所述球阀还包括非球形的阀构件，其位于所述内部腔室内且位于所述流动路径内。所述阀构件具有贯通它的通路，所述通路可与所述流动路径选择性地对准。所述非球形阀构件在所述内部腔室内可旋转，以使所述球阀在完全打开位置和完全闭合位置之间切换，反之亦然。

在某些实施例中，所述球阀还包括阀杆，所述阀杆从所述壳体的外侧延伸穿过所述壳体。所述阀杆藕联到所述阀构件，从而所述阀杆的旋转引入所述阀构件的相同旋转以便使球阀在完全打开位置和完全闭合位置之间切换。

在某些实施例中，所述非球形的阀构件具有半球形头部部分和环形颈部部分，其中所述环形颈部部分从所述半球形头部部分向外延伸。所述阀构件的通路限定穿过所述通路的中心的阀构件流动轴线。所述阀构件流动轴线只穿过所述阀构件的环形部分。

在某些实施例中，所述阀构件旋转小于或等于45°，经过所述非球形阀构件的小于或等于约45°的旋转使所述球阀从完全打开位置切换到完全闭合位置或者从完全闭合位置切换到完全打开位置。在某些实施例中，所述半球形头部部分具有第一宽度。所述环形颈部部分具有第二宽度。第一宽度大于第二宽度。沿垂直于第一宽度进行测量，所述半球形头部部分具有第三宽度。沿垂直于第二宽度进行测量，所述环形颈部部分具有第四宽度。所述第三宽度大于所述第四宽度。